联系电话

CA6140车床拔叉84009说明书3解析

更新时间:2020-05-09 19:13  

  CA6140车床拔叉84009说明书3解析_职高对口_职业教育_教育专区。CA6140

  机电学院 机械制造工艺与机床夹具课程设计 设 计 说 明 书 题目:CA6140 车床拔叉零件的工艺流程及夹具设计 班级:机制 1104 班 学号:2011200331 姓名:苏干 指导老师:孙红 1 目 一、前言 二、零件的工艺分析 (一)零件的作用 (二)审查零件的技术要求 (三)零件工艺分析 三、工艺规程的设计 (一)定位基准选择 录 (二)基面的选择、工艺路线分析、余量确定 (三)确定工艺路线 (四)机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (五)确定切削用量及基本工时 四、夹具设计 (一)定位分析与基准的选择 (二)定位基准的分析 五、小结 六、参考文献 2 拔叉工艺及夹具设计 摘 要:机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、 技术基础课以及大部分专业课之后进行的 .这是我们在进行毕业设计之前 对所学各课程的一次深入的综合性的总复习 ,也是一次理论联系实际的训 练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 关键词: 拔叉;工艺规格设计;定位夹紧;夹具设计 一、前言 机械制造工艺学是以机械制造中的工艺问题为研究对象,实践性较强 的一门学科, 通过对此门学科的课程设计, 使我在下述各方面得到了锻炼: ⒈能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中 学到的实践知识,正确的解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路 线的安排、工艺尺寸的确定等问题,保证零件的加工质量。 ⒉提高结构设计能力。通过设计夹具的训练,获得根据被加工零件的 加工要求,设计出高效、省力、既经济合理又能保证加工质量的夹具的能 力。 ⒊学会使用手册及图表资料。 ⒋培养了一定的创新能力。 通过对 CA6140 拔叉的工艺及夹具设计,汇总所学专业知识如一体(如 《互换性与测量技术基础》 、 《机械设计》 、 《金属切削机床概论》 、 《机械制 造工艺学》 、 《金属切削原理与刀具》等 )。让我们对所学的专业课得以巩 固、复习及实用,在理论与实践上有机结合;使我们对各科的作用更加深 刻的熟悉与理解,并为以后的实际工作奠定坚实的基础! 在此次设计中主要是设计 CA6140 拨叉的铣床夹具。在此次课程设计 过程中,我查阅了大量的书籍,并且得到了有关老师的指点,尤其机制教 研室的 二、零件的工艺分析 (一) 零件的作用 题目给定的零件是 CA6140 拨叉,它位于车床变速机构中,主要起换 档,使主轴回转运动按照工作者的要求进行工作。宽度为 18mm 的槽尺寸 3 精度要求很高,因为在拨叉拔动使滑移齿轮时如果槽的尺寸精度不高或间 隙很大时,滑移齿轮得不到很高的位置精度。所以,宽度为 18mm 的槽和 滑移齿轮的配合精度要求很高。 (二)审查零件的技术要求 CA6140 拔叉(型号:84009)共有 3 组加工表面: ⑴、 零件两端面,可以后端面加工精度高,可以先以后端面为粗基准加 工右端面,再以前端面为精基准加工左端面; ⑵、 以花键中心线为基准的加工面: 这一组面包括 ?25H7 的六齿方花键 孔、?22H12 的花键底孔、两端的 2X150 倒角和距花键中心线mm 的上顶面; ⑶、 以工件右端面为基准的 18H11mm 的槽、上顶面的 2-M8 通孔和 ?5 锥孔。 经上述分析可知, 对于后两组加工表面,可先加工其中一组表面,然后 借助于专用夹具加工另一组表面。 (三)零件工艺分析 拔叉 84009 的毛坯为铸造件,在零件图上只有 2 处位置误差要求,即 上顶面与花键中心线 槽的两侧面与花键中心 线 零件外形上大体上与六面体相似,形状大体如下: 4 图(1)零件大致结构图 1 生产纲领、生产类型的确定 根据指导老师要求,设计此零件为铸件,成批大量生产,工艺的安排 基本倾向于工序分散原则,设备的选用是通用设备和专用工装,工艺手段 以常规工艺为主,新工艺为辅的原则。 2 毛坯的确定 CA6140 车床拔叉,零件材料 HT20-40,硬度 190HB~210HB,生产 类型为大批量生产,毛坯为铸件,灰铸铁的机械加工余量按 JZ67-62 规定 了灰铸铁铸件的三种精度等级和相应的铸件机械加工余量、尺寸偏差和重 量偏差,在大批量生产的铸件,采用 2 级精度铸件,毛坯重量由《金属机 械加工工艺人员手册》表 5-2 有零件≤80kg,偏差为 7%,故毛坯估算约为 1.0kg,采用 2 级精度铸件,顶面的加工余量和底面的加工余量忽略不计, 两侧面的加工余量也忽略不计,由表 5-4 左右端面的加工余量为 3±0.8, 其余部分均为实心部分。 故毛坯图如下: 图(2)毛坯图 三、工艺规程的设计 (一)定位基准的选择 定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一,定位基准的选 5 择得正确合理,可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。 1.粗基准的选择 在选择粗基准时,一般遵循下列原则:⑴保证相互位置要求原则; ⑵保证加工表面加工余量合理分配的原则;⑶便于工件装夹原则;⑷粗基 准一般不得重复使用的原则;⑸为了保证所有加工表面有足够的加工余 量,选用加工余量小的表面作粗基准,不要用同一尺寸方向上。 两端面,后端面为精加工面,故在铣两端面时,先以后端面为粗基准, 粗铣前端面。 加工花键底孔时,利用两边侧面找正对称面和以底面为粗基准加工花 键底孔。 2 . 精基准的选择 在选择精基准时要考虑的主要问题是如何保证设计技术要求的实现 以及装夹准确、可靠、方面,提高工件的加工精度。一般遵循下列原则: ⑴基准重合原则;⑵统一基准原则;⑶互为基准原则;⑷自为基准原则; ⑸便于装夹原则。 为保证定位基准和工序基准重合, 加工 2-M8 螺纹孔、 Φ 5 锥孔, 18H11 槽以零件的坐端面和花键中心线为精基准,铣上顶面以花键中心线为精基 准。 (二)基面的选择、工艺路线 拔叉零件的重要加工面有花键底孔、两端面,花键,槽,顶 面,材料为 HT200,参考《机械制造工艺设计简明手册》 ,其加工方法选 择如下: 1.加工前后两端面 根据 GB1800-79 规定毛坯的公差等级为 IT13,表面粗糙度为 Ra12.5 μ m,要达到后端面 Ra3.2μ m 的技术要求,需要经过粗铣→精铣。 2.加工Φ22 花键底孔 此工序重点在于找正毛坯对称面,故采用螺旋定心夹紧机构,找正对 称面,进行加工。零件技术要求底孔的表面粗糙度达到 Ra6.3μ m,毛坯为 实心,故采用钻孔→扩孔,可以达到要求。 3. 加工外径为Φ25 的花键内孔 零件要求花键底面粗糙度 Ra1.6μ m,侧面 Ra3.2μ m,由于此工序在 6 钻底孔工序之后,故采用拉花键孔的方法,一次拉削可以达到要求。 4.加工上顶面 零件上顶面为精加工,粗糙度要求为 Ra3.2μ m,与花键中心线mm,故以花键中心线为精基准,对上顶面进行粗铣→精铣。 5.加工 18H11 槽 零件技术要求槽底面要达到表面粗糙度为 Ra6.3μ m,侧面粗糙度为 Ra3.2μ m,而且两侧面和花键中心线,故以花键中心线和左端面为精基准,用花键心轴定位,采用铣→ 磨。 顶面的钻 2-M8 通孔和Φ 5 锥孔工序不是很重要,在此不做详细说明, 2-M8 通孔先钻孔,再攻丝,Φ 5 锥孔采用锥刀进行加工。 (三)确定工艺路线 制定工艺路线的出发点,应当是使零件的加工精度和表面质量等技术 要求能得到合理的保证。在此零件为大批量生产的条件下,可以考虑采用 通用机床配以专用夹具并尽量使工序分散来提高生产率,此外,还应考虑 经济效果,使生产成本尽量降低。 工艺路线:粗铣右端面 工序 5:镗Φ22 的花键底孔,并倒 15 角 工序 6:拉花键 工序 7:粗铣上凹面 工序 8:钻 M8 的底孔Φ6.8mm 工序 9:攻螺纹 M8Rc1/8 工序 10 :钻Φ5 锥形孔 工序 11:精铣上凹面 工序 12: 粗铣 18H11 槽 工序 13 :精铣左端面 工序 14 :精铣 18H11 槽 7 工序 15 :终检 (四)机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 确定工序(或工步)尺寸的一般方法是:由加工表面的最后工序(或 工步)向前推算,前面已经根据有关资料查出了零件各加工表面的加工总 余量(即毛坯余量) ,将加工余量分配给各工序加工余量,然后往前推算 工序尺寸。 CA6140 的拨叉材料为 HT200。毛坯重量约为 1.0 kg ,生产类型为由 大批量生产,毛坯为铸件,精度为 2 级铸件,大体尺寸确定,外表面加工 面少,根据以上原始资料加工工艺,分别确定各个加工表面的机械加工余 量,工序尺寸及加工余量如下: 1. 前后端面的加工余量 前后端面有 3±0.8mm 的加工余量,足以把铸铁的硬质表面层切除。 前端面粗铣一次即可,加工余量 3mm,工序基本尺寸为 83mm,工序 经济精度等级为 IT11,公差值 0.22mm,表面粗糙度 Ra5μ m,上下偏差按 “入体原则”确定(以后按照此原则确定) 。 后端面粗铣一次,精铣一次,粗铣加工余量 2.8mm,工序经济精度等 级为 IT11,公差值 0.22mm,精铣加工余量 0.2mm,工序经济精度等级为 IT7,公差值 0.035mm,表面粗糙度 Ra3.2μ m,和记娱乐的网址,工序基本尺寸为 80mm。 2. 矩形花键底孔 要求以矩形花键的外径定心,故先钻中心孔,再扩,最后拉削,内孔 尺寸为Φ 22H12,见零件图,参照《金属机械加工工艺人员手册》 表 3-59 确定孔加工余量的分配。 钻孔Φ 20mm,工序经济精度等级为 IT11,公差值 0.13mm。 扩孔Φ 21mm, 工序经济精度等级为 IT10, 公差值 0.084mm, 粗糙度 Ra6.3 μ m。 拉花键 花键孔要求以外径定心:拉削时加工余量参照《金属机械加 工工艺人员手册》取 2Ζ =1mm。 2. 顶面的加工余量 此工序分为两个工步:①粗铣顶面;②精铣顶面。 粗铣加工余量为 2.8mm,工序经济精度等级为 IT11,公差值 0.22mm。 精铣加工余量为 0.2mm,工序经济精度等级为 IT7,公差值 0.035mm, 8 表面粗糙度 Ra3.2μ m。 4. 18H11 槽的加工余量 铣削的加工余量:槽底面的铣削余量为 50mm,槽侧面的铣削余量为 17.9mm,工序经济精度等级为 IT12,公差值 0.25mm,槽底面表面粗糙度 Ra6.3μ m。 磨削的加工余量:槽侧面的磨削余量为 0.5mm,工序经济精度等级为 IT9,公差值为 0.043mm,侧面粗糙度为 Ra3.2μ m。 (五)确定切削用量及基本工时 根据课程设计指导书以及老师指定,需要计算几道工序的工作时间 以及此工序的切削用量的选择,现选工序 4 拉花键孔、工序 8 铣削 18H11 槽这两道工序进行计算。 1. 工序 6 拉花键孔切削用量和基本工时的计算 加工条件: ①工件材料:HT200,铸件; ②加工要求:花键底孔粗糙度 Ra6.3μ m,键槽侧面粗糙度 Ra3.2μ m,键 槽底面粗糙度 Ra1.6μ m,键槽尺寸 6mm,偏差代号 H9; ③刀具:高速钢拉刀;④切削液:乳化液; ④、加工设备:拉床。 (1) 、确定齿升量:根据有关手册,确定拉花键孔时花键拉刀的单面 齿升量为 0.06mm; (2) 、切削速度:查有《切削简明手册》有切削速度为 0.06m/s (3.6m/min) ; (3) 、切削工时 式中: Zb L η k v fz Z P t=Zblηk/1000vfzZ 单面余量 1.5mm(由Φ 22mm 拉削到Φ 25mm); 拉削表面长度,80mm; 考虑校准部分的长度系数,取 1.2; 考虑机床返回行程系数,取 1.4 ; 拉削速度(m/min) ; 拉刀单面齿升; 拉刀同时工作齿数,Z=l/p; 拉刀齿距。 9 P=(1.25~1.9)sqrtL 所以 P=(1.25~1.9)sqrt80=1.35sqrt80=12mm 因为拉刀同时工作齿数 z=l/p=80/12≈7 所以其本工时 Tm=1.5×80×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×7=0.13(min) 2. 工序 12 铣削 18H11 槽的切削用量和基本工时的计算 加工要求:用乳化液冷却,加工工件,槽宽 18mm,公差代号 H11,长 40mm ,槽的侧面与花键孔中心线mm ,底面粗糙度为 Ra6.3μ m。 加工余量:25mm。 由于零件此处的设计精度比较高,用铣削很难达到尺寸精度的要求, 所以为了留给下一道公序磨削的加工余量,分两步走,ae=25,ap=10mm。 (1)选择刀具 铣刀参数:L=10 D=100mm d=30mm ro=15°ao=12°an=6°Z=24 (2)选择铣削用量 由于槽的宽度为 18mm, 故二次走完,ae=25mm ap=10mm 由《切削用量简明手册》表 3.3 fz=0.5/24=0.02mm/z (3)选择铣刀磨钝标准及刀具寿命: 根据《切削用量简明手册》表 3.7,得最大磨损量为 0.5 由表 3.8 确 定刀具寿命:T=120。 (4)确定切削速度 Vc 和每齿进给量: 决定切削速度 Vc 和每齿进给量 Vf、由《切削用量简明手册》的公式 确定 f=0.5mm/r 现取 f=0.8mm/r Vc ? (Cv ? do q v )/(Tm ? ap v ? f z v ? a e v ? Zpv ? 601-m ) Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12, x y u Vc ? (Cv ? do qv )/(Tm ? ap v ? f z v ? a e v ? Zpv ? 601-m ) ? 98.6m / min n=1000×Vc/ ? do=1000×98.6/3.14×100=314r/min 根据《金属机械加工工艺人员手册》X62W 型铣床说明选 nc=300r/min 实际速度 Vc= ? donc/1000=94.2m/min x y u 10 选 Vfc=ncf=300 × 0.5=150mm/min Vf=150mm/min fzc=150/300×24=0.020mm/z (5)基本工时基本工时根据 根 据 X62W 型 铣 床 说 明 书 选 《切削用量简明手册》表 3.5 L1+ △ =20mm Tm=(L+L1+ △ ) × i/Vf=(40+20) × 2/150=0.8 ( min ) i=2(走两次) 四、夹具设计 (一)定位分析与基准的选择 为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用 夹具,经过与指导老师协商,决定设计第 8 道工序——铣宽为 18H11mm 槽 的铣床夹具。本夹具将用与 X62W 卧式铣床。刀具为高速钢直齿三面刃铣 刀,来对工件进行加工。 本夹具主要用来铣宽为 18H11mm 的槽, 采用宽为 15mm 的精密级高速钢 直齿三面刃铣刀,二次铣削,所以主要应该考虑如何提高劳动生产率,降 低劳动强度。 (二)定位基准的分析 1. 定位基准的分析 由零件图可知,18H11 槽设计基准为花键孔中心线和工件的右端面为 定位基准。因此选用工件以加工了的右端面和花键心轴的中心线. 切削力及夹紧力的计算 刀具:高速钢直齿三面刃铣刀 铣刀参数:L=10 D=100mm d=30mm ro=15°ao=12°an=6°Z=24 Fc ? CFc a p f Z 具》表 15.7 查得) CFc =282 0.65 ae 0.83 d0 ?0.83 ZKFc (由《金属切削原理与刀 ap =10mm fZ = 0.02mm/s 11 ae =25mm do=100 Z= 24 kFc=(HB/198)0.55 解得 Fc=200N 在计算切削力时,必须考虑安全系数。安全系数 K= k1 k2 k3 k4 查资料,有: k1 为基本安全系数 1.5 k1 为加工性质系数 1.1 k1 为刀具钝化系数 1.1 k1 为断续切削系数 1.1 切削力为 F=K×Fc=1.5×1.1×1.1×1.1×200=400N 实际夹紧力为 Fj= FK/U1U2=400/0.5=800N,其中 U1 和 U2 为夹具定位 面及加紧面上的磨擦系数,U1U2=0.5 螺母选用 M16X1.5 细牙三角螺纹,由《机械设计》螺纹联接的预紧力 公式,产生的加紧力为: 3 3 ? d0 2 D0 F0 ? 2T /[d 2 tan(? ? ?v ) ? f c 2 ] 2 3 D0 ? d 0 其中: T=19000 N.M d2=14.8mm ψ =2029, D0 ? 1.5d fc=1.5 ?v ? arctan 1.155f (f 为摩擦系数,无润滑时 f≈0.1~0.2) 解得 F0=10405N 此时螺母的夹紧力 F0 已大于所需的 800(N)的加紧力,故本夹具可安全工 作。 3. 定位误差分析 由于槽的轴向尺寸的设计基准与定位基准重合,故轴向尺寸无基准不 重合度误差。径向尺寸无极限偏差、形状和位置公差,故径向尺寸无基准 不重合度误差。即不必考虑定位误差,只需保证夹具的花键心轴的制造精 度和安装精度。 4. 夹具设计及操作说明 如前所述, 在设计夹具时 ,应该注意提高劳动率 .为此,在螺母夹紧时 采用开口垫块 ,以便装卸 , 夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机 床工作台上有正确的安装位置,以利于铣削加工。结果,本夹具总体的感 12 觉还比较紧凑。 夹具上装有对刀块装置,可使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀 (与塞尺配合使用) ;同时,夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在 机床工作台上有一正确的安装位置,以有利于铣削加工。 五、小结 为期三周的机械制造工艺学课程设计已经接近尾声,回顾整个过程, 在老师的指导下,得以顺利完成本次课程设计,课程设计作为《机械制造 工艺学》课程的重要环节,使理论与实践更加接近,加深了理论知识的理 解,强化了生产实习中的感性。 本次课程设计主要经历了两个阶段:第一阶段是机械加工工艺规程设 计,第二阶段是专用夹具设计。第一阶段我们运用了基准选择、切削用量 选择计算、机床选用、时间定额计算等方面的知识;夹具设计的阶段运用 了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。 通过此次设计,使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的 编制、专用夹具设计的方法和步骤等。学会了查相关手册、选择使用工艺 装备等等。 总的来说,这次设计,使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际 问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设 计的能力,为以后的设计工作打下了较好的基础。 由于能力所限,设计中还有许多不足之处,恳请各位老师、同学们批 评指正! 六、参考文献 六、参考文献 赵家齐 《机械制造工艺学课程设计指导书》 哈尔滨工业大学出版 社,1993 吴圣庄 《金属切削机床概论》吉林工业大学出版社,1980 马贤智 《机械加工余量与公差手册》 北京:中国标准出版社,1994 王启平 《机床夹具设计》 哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1998 13

联系我们

和记娱乐的网址 - 首页

地址:威海市崮山镇壁子村公交站点南

联系人:李小姐 

座机:0631-5965991
传真:0631-5965991